[参考译文] TPS54610：需要进行故障分析

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/704195/tps54610-failure-analysis-is-needed

我有一个客户关于 TPS54610MPWPREP 的质量索赔。 这很可能是内部真正缺陷所涉及的错误原理图。 我需要你的裁决。  

监测 TPS54610MPWPREP 集成电路时检测到多个故障、该集成电路是一款具有集成场效应晶体管的开关脉冲(PWM)稳压器。

表1–有关批处理 TPS54610MPWPREP 的信息

以下设备和附件用于测试：

1. 模拟和数字模拟集成电路的测量复杂度参数 DMT - 219。
2. 以具有内置测试面板的板的形式连接器件(CD)、用于实际替换测试样片 TPS54610MPWPREP (图1中显示了 E3电路板)

图1–用于测试 TPS54610MPWPREP 的 DMT -219复合体的 CD 电气原理图和测量仪器

设计的 CD 完全符合 TPS54610MPWPREP 的典型布局、如技术说明(数据表)的图10第9页所示-请参阅图2。

图2–典型布局图10技术说明中的第9页 TPS54610MPWPREP

在测试 TPS54610MPWPREP 批处理时、在技术说明(数据表)中检测到以下样本的功能和电气参数差异：

1. 在启用/禁用模式中检查 SS/ENA 端子引脚性能时、向 SS/ENA 端子引脚施加1.5V 的输入电压、从而在3.3V 的正常范围内产生高达1.65V 的输出电压。 同时、VSENSE 引脚的反馈电压降至0.5...0.6V、低于基准电压(Vref = 0.891V)。 测试算法如图 3.

图3–TPS54610MPWPREP 测试示例：1)黄色图形–输入电压(VIN = 5V)–来自电源 N6761AAgilent；2)绿色图形–输出电压(Vo = 1.65V)；3)紫色图形–来自电源 N6761AAgilent 的 SS/ENA 上的电压(Vena = 1.5V)

2.在启用/禁用模式下检查 SS/ENA 端子引脚性能时、向 SS/ENA 端子引脚施加1.8V 的输入电压、导致在3.3V 的正常范围内输出电压高达2.55V。 同时、VSENSE 引脚的反馈电压降至0.6...0.7V、低于基准电压(Vref = 0.891V)。 测试算法如图 4.

图4 - TPS54610MPWPREP 测试示例：1)黄色图形-输入电压(VIN = 5V)-来自电源 N6761AAgilent；2)绿色图形-输出电压(Vo = 2.55V)；3)紫色图形-来自电源 N6761AAgilent 的 SS/ENA 上的电压(Vena=1.8V)

3.在启用/禁用模式下检查 SS/ENA 端子引脚性能时、向 SS/ENA 端子引脚施加3.3V 的输入电压、导致集成电路在 Vena≈3V 电平上发生灾难性故障。 同时、电流消耗急剧增加、因此输入电压降至 VIN = 2.9V 的水平。 测试算法如图5和6所示。

图5–TPS54610MPWPREP 测试示例：1)黄色图形–输入电压(VIN = 5V)–来自电源 N6761AAgilent；2)绿色图形–输出电压(Vo = 2.55V)；3)紫色图形–SS/ENA 上的电压(Vena = 3.3V、电流限制：0.1mA)

图6–时间扫描增加图5

在检查欠压保护性能(UVLO 模式)时、SS/ENA 输出被切换至 SS 模式(电源从这个输出端子上断开)、并且输入电压被交替施加到2.8V 和5V 的 IC 上、从而导致 UVLO 保护电路触发。 在 UVLO 电路触发5-10个周期后、一些样本显示电流消耗增加了3倍或更高(45mA 及以上)、同时保持了所有主要的集成电路特性。 测试算法如图7、8、9所示。

图7–TPS54610MPWPREP 测试示例：1)黄色图形–来自电源的输入电压 N6761AAgilent；2)绿色图形–输出电压(Vo=3.3V)。

图8–图7中 UVLO 7性能的缩放模式检查周期

图9–图8中 UVLO 7性能的缩放模式检查周期

测试特性：

1、N6761A Agilent 电源用于电流限制为25mA 至100mA 的 TPS54610MPWPREP 电源；

2)根据技术说明(数据表)具有不同设置的各种器件连接到 SS/ENA 输入端以检查启用/禁用模式、以排除器件故障的可能性：1) 2象限精密电源 N6761AAgilent、电流限制为10mA； 2) 2) 4象限精密源表 Keithley 2400、电流限制为10μA……500μA μ A。 在这两种情况下、都观察到 TPS54610MPWPREP 发生灾难性故障、从而消除了主仪器(两个仪器都通过了元逻辑服务校准)的缺陷可能性。

3、TPS54610MPWPREP IC 使用线电阻器以3.3kΩ μ A (等效负载电流–1mA)和33kΩ μ A (等效负载电流–0.1mA)的电流加载到输出端。

4.图 10、显示了 PH 输出(最高电感器)的电压示例、以供参考

图10–PH 输出电压示波器

连接设备上的测试面板：TSSOP-28 4335 281 Loranger。

用于测试的电缆：长度高达70cm 的同轴电缆和高频连接器(SMB、BNC)。

此致、

Dmitry